Kun vaadittu UV-annos on kiinnitetty ja asennuksen irradianssi tunnetaan, yksi suure jää auki: kuinka pitkään säteilytetään. Tämä laskin vastaa juuri siihen. Se ottaa tavoiteannoksen yksikössä mJ/cm² ja mitatun irradianssin yksikössä mW/cm² ja palauttaa vaaditun ajan sekunteina ja muodossa minuutit:sekunnit.
Se on yleisin laskutoimitus UV-prosessia suunniteltaessa. Liimatoimittaja määrittää annoksen, lampun tietolomake tai mittaus antaa irradianssin – jaksoaika on se, mitä etsitään. Sama laskutoimitus näyttää myös, sopiiko prosessi ylipäätään suunniteltuun jaksoaikaan: jos irradianssi on liian pieni, aika muuttuu epärealistiseksi ja tarvitaan voimakkaampi lähde tai lyhyempi työetäisyys.
Tulos pätee irradianssille, joka pysyy vakiona ajanjakson aikana työkappaleen kohdalla. Jos kappale kulkee lähteen ohi, ratkaisevaa ei ole jaksoaika vaan viipymäaika säteilytetyllä alueella. Mitoitus muuttuu sitovaksi vasta kalibroiduilla laitteilla tehdyn mittauksen kautta – valmistettu ja kalibroitu Opsytecin omassa laboratoriossa.
Käänteinen laskutoimitus – annos ajasta ja irradianssista – löytyy UV-annoslaskimesta; kaikki kaksitoista radiometristä laskinta on koottu radiometrian laskimeen.
Perusteet
Säteilytysaika saadaan annoskaavasta H = E · t järjestämällä se uudelleen muotoon: t = H / E. Kun annetaan tavoiteannos H yksikössä mJ/cm² ja irradianssi E yksikössä mW/cm², t saadaan suoraan sekunteina — yksiköt kumoutuvat, koska mJ = mW · s. SI-yksiköissä tämä on H yksikössä J/m² jaettuna E:llä yksikössä W/m². Laskin ilmoittaa ajan myös muodossa min:s, koska tuotannon jaksoajat esitetään yleensä sillä tavalla.
Pinnoite vaatii 500 mJ/cm² annoksen, ja laitteisto tuottaa työkappaleessa mitatun 50 mW/cm² irradianssin. t = 500 mJ/cm² ÷ 50 mW/cm² = 10 s. Jos suurempi työskentelyetäisyys puolittaa irradianssin arvoon 25 mW/cm², aika kaksinkertaistuu 20 s:iin.
Liikkuvissa prosesseissa tarvitaan viipymäaika säteilytysvyöhykkeellä, ei jaksoaikaa — jaa säteilytetty pituus hihnan nopeudella. Pulssitetuille lähteille syötetään keskimääräinen irradianssi, ei huippuarvoa. Ja kuten annoslaskurin kohdalla: paperilla riittävä aika ei takaa mitään, jos lähteen spektri ei vastaa fotoinitiaattoria tai testaustehtävää.
Usein kysytyt kysymykset
Tavoiteannos jaettuna irradianssilla: t = H / E. Kun tavoiteannos on 500 mJ/cm² ja irradianssi 50 mW/cm², aika on 10 s. Molempien arvojen on viitattava samaan spektrialueeseen.
Työkappaleen kohdalla mitattua arvoa. Tietolehden arvot pätevät määritetylle etäisyydelle ja uudelle lampulle; asennuksen jälkeen todellinen arvo on usein huomattavasti alhaisempi etäisyyden, likaantumisen ja vanhenemisen vuoksi.
Koska irradianssi vaihtelee alueella. Laskettu aika koskee syötettyä arvoa; alueilla, joilla irradianssi on pienempi, annos saavutetaan myöhemmin. Käyttäkää turvallisen mitoituksen vuoksi työskentelyalueen pienintä arvoa.
Huoltokertoimen avulla: suunnittelu tehdään vaihtovälin lopun irradianssin, ei uuden lampun, mukaan. Sitä, kuinka voimakkaasti UV-lamput ja UV-LEDit heikkenevät, kuvataan sivulla UV-lähteet & käyttöikä.
Vain välillisesti. Siellä ratkaisee viipymäaika säteilytysalueella, eli säteilytetty pituus jaettuna hihnan nopeudella. Mittauskäytäntö on kuvattu sivulla UV-mittaus kuljetinjärjestelmille.
Kolme keinoa: lyhyempi työskentelyetäisyys, voimakkaampi tai lisälähde, tai lähde, jonka spektri vastaa paremmin tarvetta. Etäisyyden ja asettelun vaikutuksia voi tutkia UV LED -simulaatiossa.
Kirjoittaja: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia on Opsytec Dr. Gröbel GmbH:n toimitusjohtaja Ettlingenissä ja johtaa akkreditoitua kalibrointilaboratoriota. Tutkittuaan pulssitettuja ksenon-eksimeerideskarjuksia KIT:n valaistustekniikan instituutissa hänen nykyinen painopisteensä on optisessa säteilyn mittaustekniikassa. Hän toimii DIN-standardointikomitean FNL 7 "Optinen säteily" varapuheenjohtajana ja on DVGW:n UV-desinfiointia käsittelevän projektiryhmän jäsen.
